中小型桥梁广域健康监测系统的研究

我国是桥梁大国,由于结构老化、运营管理以及建设质量等问题,近年来全国各地相继出现桥梁垮塌事故,造成了严重的人员伤亡和巨大的财产损失。为了保证既有桥梁的安全运营和尽可能延长其安全使用年限,对既有桥梁进行实时健康监测是非常必要的。由于桥梁健康监测系统投资、运营费用巨大和监测技术的不成熟,除少数特大型桥梁安装了监测系统9,9%以上的大、中、小跨径的桥梁都处于监测系统覆盖的盲区。文章主要探讨中小型桥梁健康监测系统的现状及近年来的进展,提出了一种基于智能传感器的中小型桥梁广域健康监测系统结构。     

分布式网络化桥梁结构安全监测系统研究

提出以一个专家系统为分析方法,由三级网络结构组成的分布式网络化结构监测和健康分析系统的网络框架,适用于桥梁的主要结构状态监测及健康评估,为桥梁从定期检测向预测检修模式提供技术保障。该监测系统经过一年多的考验表明,光纤光栅的稳定性和耐久性满足桥梁结构长期健康监测的要求,为桥梁结构的健康诊断提供了依据。     

某重载铁路连续刚构桥梁健康监测方案设计

某重载铁路为预应力混凝土箱形变截面连续刚构桥,施工期间出现严重病害,后经加固补强后投入运营。为确保桥梁运营安全,对该桥进行了健康监测系统方案设计,以对温度、应力、变形、振动等参数进行实施监测。该健康监测方案设计主要包含设计原则、数据监测、测点布设及系统架构等方面。该桥已通车安全运营6年多,按设计安装的桥梁健康监测系统运行良好,可为类似桥梁健康监测系统设计提供参考借鉴。     

基于FBG传感器的结构健康监测体系及其应用

简述了现在日本利用结构健康监测的数据进行结构性能评价的方法以及实测数据处理分析技术的现状,介绍了一种针对大跨度抗弯结构的分布式监测系统的构筑方法,并将该方法应用于桥梁结构健康检测和监测系统。该方法基于笔者参与开发的长标距光纤布拉格光栅(FBG)传感器建立的分布式传感系统,结合使用监测数据分析软件SforD,通过测量应变实现结构的健康监测,监测桥梁的应变分布情况、沿长度方向的桥梁挠度分布、结构振动特性(如振动频率和振型)、荷载、桥梁损伤探测等信息。应用案例表明,监测系统提供的实测结果与理论分析结果吻合良好。本文可为智慧城市及智能结构的建设提供多功能的结构健康监测和检测方面的解决方案。     

基于监测数据的桁架拱桥有限元模型修正

桥梁在其运营期内遭受各种不利的影响,其结构的安全性成为桥梁运营管养的关键。近年来,随着电子技术的发展,桥梁健康监测系统得以广泛应用,而在桥梁的健康监测与健康评估过程中一个能够准确反映桥梁特性的基准有限元模型成为关键。基于某桁架拱桥的健康监测系统的振动监测数据,对建立的初始有限元模型进行修正,得到更符合桥梁真实状态的基准有限元模型~([1])。     

桥梁健康监测2020年度研究进展

桥梁健康监测系统利用通讯传感设备远程记录运营中的结构持续响应,通过对信号数据的处理分析实现桥梁结构的实时预警与安全评估,从而达到保护结构正常运营、延长结构使用寿命、指导桥梁结构管养与维护决策的目的。桥梁健康监测技术作为桥梁工程领域新兴的分支,已逐渐成为一个热门研究方向。为了促进该领域研究进一步发展,指导健康监测系统在桥梁工程中更高效的应用,对桥梁健康监测系统的信号降噪、信号预警、模态参数识别、有限元模型修正、损伤识别、状态预测与评估等关键技术方法的研究现状进行了详细介绍,并对2020年度内相关研究进展及应用进行了总结与评述,最终发现机器学习方法正越来越广泛地应用到现阶段桥梁健康监测各项关键技术的研究中。     

桥梁健康监测2019年度研究进展

桥梁健康监测系统利用通信传感设备远程记录运营中的结构持续响应,通过对信号数据的处理分析实现桥梁结构的实时预警与安全评估,从而达到保护结构正常运营、延长结构使用寿命、指导桥梁结构管养与维护决策的目的。桥梁健康监测技术作为桥梁工程领域新兴的分支,已逐渐成为一个热门研究方向。为了促进该领域研究进一步发展,指导健康监测系统在桥梁工程中更高效地应用,对桥梁健康监测系统的实施决策、传感器信号预处理、信号数据降噪处理、模态参数识别、有限元模型修正、损伤识别、状态预测与评估等关键技术方法的研究现状进行了详细介绍,并对2019年度内相关研究进展及应用进行了总结与评述,最终发现模式识别技术与机器学习方法正越来越广泛地应用到桥梁健康监测的研究中。     

基于无线传感网的桥梁结构健康监测系统测试平台设计

桥梁结构健康监测目前越来越受到重视和关注。本文提出了一种基于无线传感器网络的桥梁结构健康检测系统的测试平台设计方案。对该测试平台设计方案的仿真结果表明,在桥梁结构健康监测系统的调试和探索阶段,用带有能为传感器节点提供能量和有线通信的网关节点的分层传感网系统来替代一个只配备大容量电池的简易无线传感器网络是可行的。     

短信模块应用于数据传输系统的方法研究

为了提高大型土木工程(桥梁、隧道等)中数据采集和传输的效率,设计并实现了一种远程数据传输系统。本文设计的系统由测量前端数据采集电路、嵌入式监测软件、GSM模块和后台PC机监测软件、GSM模块组成,主要研究了短信模块在数据传输系统的应用,并进一步提高数据传输的可靠性和正确性。     

基于结构健康监测系统的桥梁数据异常诊断研究

桥梁结构监测主要集中在对桥梁结构损伤位置和损伤程度的研究, 然而, 这是以桥梁结构健康监测系统数据有效为前提的. 在实际的环境里, 由监测系统自身故障引起的异常往往会对监测数据有一定影响, 使得监测系统产生损伤误报, 增加了虚警率; 同时, 由某些外部荷载引起的突发事件, 可能会对结构有严重破坏, 不利于桥梁的安全维护和管理. 为了保证桥梁的安全, 提高桥梁结构监测的有效性, 有必要对特殊事件进行异常诊断. 该文将一类识别方法应用到桥梁数据诊断中, 即通过核主成分分析和超球面一类支持向量机方法将一般监测数据和特殊事件数据有效区分, 并利用江阴大桥的加速度传感器数据验证了该方法在船撞、台风、传感器装机噪声和传感器跳变信号下的有效性.     

光纤法珀传感器及其在桥梁应变监测中的应用

应变是反映桥梁健康状况的重要参数,将光纤法珀传感器埋入混凝土结构内部,作为桥梁应变的智能传感元件,它与光开关、光纤应变解调仪、计算机等组成应变测量系统,可以实现桥梁应变自动监测。目前,该系统已经安装在重庆大佛寺长江大桥上,监测数据表明光纤法珀传感器的稳定性和可靠性好,能够用于大桥应变的长期监测。     

Engineering approach to in-situ bridge health monitoring with fiber bragg gratings

It is well known that transportation is the economiclifeline of a country and bridges are the throat of com-munication.At present,there are about5000thou-sands of main highways in China,among which overone third are structurally defective,more or less dam-aged and potentially threatened by functional degrada-tion.Some of the key bridges need to be monitored,e-valuated and maintained,repaired or reinforced.Largeand important bridges are always designed to work formany decades or even longer.Ac…     

基于神经网络及时间序列混合模型的桥梁健康监测系统缺失数据填补

列举了实际桥梁健康监测系统中数据缺失的几种形式,根据桥梁健康监测系统中监测数据是时间序列集的特点,以及神经网络强大的映射能力,利用神经网络及时间序列混合模型的方法来填补缺失数据,并将该方法与时间序列法的填补结果进行对比,结果表明该方法处理缺失数据的误差较低。     

桥梁监测数据的三维GIS平台关键技术研究

从大型桥梁结构监测的要求出发,针对传统监测数据在现行监测过程中存在显示效果不明显、反馈不及时和非全自动监测报警等缺点,通过三维GIS技术建立桥梁结构监测系统,使其具有实时性、反馈性、智能性等,有力地保证了桥梁监测数据的直观表达。详细探讨了三维GIS应用于大型桥梁监测的关键技术,以武汉二七长江大桥为原型开展对具体桥梁的应用研究。结果表明,三维GIS应用于桥梁监测的技术方案能够有效地克服现有方法的缺陷,提高了桥梁监测中数据反馈、展现的能力,对相关桥梁监测的新思路具有一定的借鉴意义。     

在役部分斜拉桥健康监测系统设计与实现

通过采用Midas Civil&FEA软件对某在役双幅部分斜拉桥进行建模计算,根据动静力计算分析结果,确定监测关键截面和测点,并对传感器布设进行优化,对数据传输、预警设置及系统集成进行了整体设计.通过专为大桥健康监测系统开发的智慧监测云网平台统一管理和处理监测数据,形成了一个完整的健康监测系统.然后对系统一年来的运行情...     

南昌新八一大桥健康监测预警指标计算分析

为了保证桥梁健康监测系统的有效性和及时性,给桥梁管理者提供维修及加固的依据,以南昌市新八一大桥为工程背景,在有限元数值模拟结合传感器监测数据的基础上,建立了多指标并行预警的结构预警体系,阐述了预警指标、预警阈值和预警流程,并重点对索力、关键部位应力和挠度、疲劳车辆荷载、固有频率变化率等预警指标进行了计算分析。应用结果表明,在当前荷载作用下新八一大桥的各项预警指标的结果都正常,满足使用要求。